Лучшие помощники
- Megamozg 2205 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1720 б
- arkasha_bortnikov 900 б
- Dwayne_Johnson 865 б
25 мая 2023 23:58
266
Три плоских конденсатора с одинаковыми геометрическими размерами (площадь обкладок S, расстояние между обкладками d) соединили вначале последовательно, а затем параллельно. Конденсатор С1 содержит внутри диэлектрик 1, конденсатор С2 – диэлектрик 2, а конденсатор С3 – диэлектрик 3. Батарею конденсаторов подключают к источнику постоянного напряжения U. Найти: 1) электроёмкость каждого конденсатора; 2) электроёмкость батареи конденсаторов Сбат; 3) заряд и напряжение на каждом конденсаторе. парафин фарфор S =900 cм 2 , d= 2 мм; U = 1000 В; диэлектрик 1 – лавсан, диэлектрик 2 – резина, диэлектрик 3 - фторопласт
1
ответ
Для начала найдем электроёмкость каждого конденсатора. Формула для расчёта электроёмкости конденсатора с диэлектриком: C = ε * S / d, где С - электроёмкость, ε - диэлектрическая проницаемость, S - площадь обкладок, d - расстояние между обкладками.
Для конденсатора С1 с диэлектриком лавсан: ε1 = 3.3, S = 900 см² = 0.09 м², d = 2 мм = 0.002 м. Тогда С1 = 0.09 * 3.3 / 0.002 = 14850 пФ = 14.85 нФ.
Для конденсатора С2 с диэлектриком резина: ε2 = 2.2, S = 900 см² = 0.09 м², d = 2 мм = 0.002 м. Тогда С2 = 0.09 * 2.2 / 0.002 = 9900 пФ = 9.9 нФ.
Для конденсатора С3 с диэлектриком фторопласт: ε3 = 2.1, S = 900 см² = 0.09 м², d = 2 мм = 0.002 м. Тогда С3 = 0.09 * 2.1 / 0.002 = 9450 пФ = 9.45 нФ.
Затем найдем электроёмкость батареи конденсаторов Сбат. Для конденсаторов, соединенных последовательно, электроёмкость равна: 1 / Cбат = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3. Подставляем значения: 1 / Cбат = 1 / 14.85 + 1 / 9.9 + 1 / 9.45. Тогда Cбат = 4.27 нФ.
Наконец, найдем заряд и напряжение на каждом конденсаторе. После подключения к источнику напряжения конденсаторы начнут заряжаться. Заряд на каждом конденсаторе равен Q = C * U, где Q - заряд, C - электроёмкость, U - напряжение на конденсаторе.
Для конденсатора С1: Q1 = C1 * U = 14.85 * 10^-9 * 1000 = 0.01485 Кл = 14.85 мКл. Напряжение на конденсаторе С1 также равно 1000 В.
Для конденсатора С2: Q2 = C2 * U = 9.9 * 10^-9 * 1000 = 0.0099 Кл = 9.9 мКл. Напряжение на конденсаторе С2 также равно 1000 В.
Для конденсатора С3: Q3 = C3 * U = 9.45 * 10^-9 * 1000 = 0.00945 Кл = 9.45 мКл. Напряжение на конденсаторе С3 также равно 1000 В.
Для конденсатора С1 с диэлектриком лавсан: ε1 = 3.3, S = 900 см² = 0.09 м², d = 2 мм = 0.002 м. Тогда С1 = 0.09 * 3.3 / 0.002 = 14850 пФ = 14.85 нФ.
Для конденсатора С2 с диэлектриком резина: ε2 = 2.2, S = 900 см² = 0.09 м², d = 2 мм = 0.002 м. Тогда С2 = 0.09 * 2.2 / 0.002 = 9900 пФ = 9.9 нФ.
Для конденсатора С3 с диэлектриком фторопласт: ε3 = 2.1, S = 900 см² = 0.09 м², d = 2 мм = 0.002 м. Тогда С3 = 0.09 * 2.1 / 0.002 = 9450 пФ = 9.45 нФ.
Затем найдем электроёмкость батареи конденсаторов Сбат. Для конденсаторов, соединенных последовательно, электроёмкость равна: 1 / Cбат = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3. Подставляем значения: 1 / Cбат = 1 / 14.85 + 1 / 9.9 + 1 / 9.45. Тогда Cбат = 4.27 нФ.
Наконец, найдем заряд и напряжение на каждом конденсаторе. После подключения к источнику напряжения конденсаторы начнут заряжаться. Заряд на каждом конденсаторе равен Q = C * U, где Q - заряд, C - электроёмкость, U - напряжение на конденсаторе.
Для конденсатора С1: Q1 = C1 * U = 14.85 * 10^-9 * 1000 = 0.01485 Кл = 14.85 мКл. Напряжение на конденсаторе С1 также равно 1000 В.
Для конденсатора С2: Q2 = C2 * U = 9.9 * 10^-9 * 1000 = 0.0099 Кл = 9.9 мКл. Напряжение на конденсаторе С2 также равно 1000 В.
Для конденсатора С3: Q3 = C3 * U = 9.45 * 10^-9 * 1000 = 0.00945 Кл = 9.45 мКл. Напряжение на конденсаторе С3 также равно 1000 В.
1
·
Хороший ответ
26 мая 2023 00:00
Остались вопросы?
Еще вопросы по категории Физика
Рассчитайте массу керосина, который потребуется сжечь для того, чтобы нагреть 10 кг воды от 10 до 80 ºС, если вся энергия, выделенная при сгорании ке...
Какие явления относятся к физическим явлениям?...
1.Как взаимодействуют друг с другом две эбонитовые палочки,наэлектризованные трением о мех? 2.Как показать,что стеклянная палочка,наэлектризованная тр...
Какое выражение соответствует первому закону термодинамики в изохорическом процессе...
В чем преимущество электродвигателя по сравнению сравнению с двигателем внутренего сгорания...